JP2005299399A - 燃料遮断弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料遮断弁１０は、簡単な構成により、車両の急旋回や振動などにより燃料タンクＦＴ内の燃料が揺動しても、接続通路３２ｂから外部へ燃料の流出を確実に防止すること。
【解決手段】 燃料遮断弁１０は、ケーシング２０と、ケーシング２０の上部に設けられた接続通路３２ｂと、弁体機構５０とを備えている。弁体機構５０は、フロート５１と、フロート５１の上部に配置されたシート部材５５とを有する。シート部材５５の一端は、ケーシング２０の内壁面に設けられた弁支持部３２ｄに支持され、シート部材５５の他端は、フロート５１が接続通路３２ｂを閉じている状態から下降したときにフロート５１の上部の係合部５２ｃに係合してシート部材５５が接続通路３２ｂを開くようになっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内と外部とを接続する接続通路を開閉することで燃料タンクと外部とを連通遮断する燃料遮断弁に関する。

従来、この種の燃料遮断弁として、特許文献１などが知られており、図１０に示すような構成である。図１０は燃料遮断弁１００の上部を示す断面図である。燃料遮断弁１００は、外部に接続される接続通路１１２に連通する弁室１１０Ｓを有するケーシング１１０と、弁室１１０Ｓに収納され燃料タンクＦＴ内の液面に応じて昇降するフロート１２０と、フロート１２０の上に配置されたバルブシート１３０と、フロート１２０を上方に付勢するスプリング（図示省略）とを備えている。フロート１２０は、燃料から浮力を受けることで上昇し、バルブシート１３０が接続通路１１２を閉じることで外部（キャニスタ）への燃料の流出を防止している。

そして、燃料の液面が下がり、フロート１２０が下がったときにフロート１２０の自重を利用して、フロート１２０の上部に形成されている爪１２２でバルブシート１３０を剥がすことでバルブシート１３０の張り付きを防ぎ、再開弁特性を向上させている。

しかし、従来の燃料遮断弁１００では、車両の急旋回や振動などにより急激な燃料の揺動が生じたときに、バルブシート１３０が接続通路１１２を速やかに閉じることができず、燃料が接続通路１１２から流出することがある。

米国特許第４７５３２６２号

本発明は、上記従来の技術の問題点を踏まえ、車両の急旋回や振動などにより燃料タンク内の燃料が揺動しても、接続通路から外部へ燃料の流出を確実に防止する燃料遮断弁を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、
燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内と外部とを連通遮断する燃料遮断弁において、
上記燃料タンク内に連通する弁室を有するケーシングと、
上記ケーシングの上部に設けられ、上記弁室内と外部とを接続する接続通路と、
上記弁室内に収納され上記燃料タンク内の燃料液位に応じて昇降するフロートと、上記フロートの上部に配置されたシート部材とを有する弁体機構と、
を備え、
上記弁体機構は、上記接続通路に近接しかつケーシングの内壁面に設けられ、上記シート部材が上記接続通路を開閉可能であるように上記シート部材の一端を支持する弁支持部を有すること、を特徴とする。

本発明にかかる燃料遮断弁を用いた燃料タンクにおいて、フロートが燃料によって上昇すると、フロートの上部に配置したシート部材が連動して接続通路を閉じ、燃料タンク内を外部に対して遮断して燃料の流出を防止する。

また、シート部材の一端が接続通路に近接した位置に設けたケーシングの弁支持部に支持されているので、車両旋回時の液面揺動時などの燃料液面が急激に上昇してフロートが燃料液位の上昇速度に追従できない場合であっても、シート部材が弁室から接続通路への経路を遮るから燃料の外部への流出を防止することができる。

本発明の燃料遮断弁の好適な態様として、弁体機構は、フロートの上下の動きに連動してシート部材がフロートの上部などで押されることにより接続通路を開閉可能にする構成をとることができる。さらに、他の好適な態様として、弁体機構は、フロートの上部に形成された係合部を有し、該係合部は、上記シート部材が上記接続通路を閉じている状態から上記フロートが下降したときに、上記シート部材の他端に係合して上記シート部材が上記接続通路を開くように形成することができる。この構成により、燃料消費により燃料液位が下がることに伴ってフロートが下降すると、シート部材の他端が係合部に係合して、シート部材の一端を支点として接続通路を開く方向への力が加えられるから、再開弁をスムーズに行なわせることができる。

本発明にかかる燃料遮断弁の好適な態様として、フロートの上部であってシート部材を中心として弁支持部と反対側の部位に、弁室から接続通路に向かう経路を遮る防護壁を設ける構成をとることができる。

以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。

（１） 燃料遮断弁１０の概略構成
図１は本発明の第１の実施例にかかる自動車の燃料タンクＦＴの上部に取り付けられる燃料遮断弁１０を示す断面図である。燃料遮断弁１０は、燃料タンクＦＴ内の燃料が所定の液位ＦＬ１に達したときに外部通路（キャニスタ）への通路を遮断して外部への燃料の流出を規制するものである。

燃料タンクＦＴは、その表面がポリエチレンを含む複合樹脂材料により形成されたタンク上壁ＦＴａを備えており、このタンク上壁ＦＴａに取付穴ＦＴｃが形成されている。タンク上壁ＦＴａには、燃料遮断弁１０が取付穴ＦＴｃに突入した状態にて取り付けられている。燃料遮断弁１０は、ケーシング２０と、フロート５１およびシート部材５５を有する弁体機構５０と、スプリング６０とを備え、燃料タンクＦＴの燃料液位に応じてフロート５１を昇降させることによりキャニスタ（図示省略）への接続通路を開閉する。

（２） 燃料遮断弁１０の各部の構成
以下、燃料遮断弁１０の各部の構成について説明する。

（２）−１ ケーシング２０
ケーシング２０は、ケーシング本体３０と、底支持板３５と、蓋体４０とを備えている。ケーシング本体３０および底支持板３５は、耐燃料油性を有した合成樹脂ポリアセタールやナイロンなどから形成されている。蓋体４０は、ポリエチレンを主体とする複合材料で形成されている。

図２は燃料遮断弁１０を分解した断面図である。ケーシング本体３０は、天井壁部３２と、この天井壁部３２から下方へ円筒状に延設された側壁３３とを備え、天井壁部３２と側壁３３とに囲まれたカップ状の弁室３０Ｓを形成し、その下部を下開口３０ａとしている。天井壁部３２の中央部には、下方に向けて上部突出部３２ａが形成されている。上部突出部３２ａ内には、接続通路３２ｂが貫通しており、接続通路３２ｂの弁室３０Ｓ側がシール部３２ｃになっている。

また、側壁３３は、弁室３０Ｓと燃料タンクＦＴ（図１）内とを連通する連通孔３３ａと、その下部に底支持板３５を取り付けるための係合穴３３ｂと、その上部に蓋体４０に取り付けるためのフランジ部３３ｃとを備えている。上記底支持板３５は、ケーシング本体３０の下開口３０ａの一部を閉じる部材であり、その外周部に形成された係合爪３５ａが上記係合穴３３ｂに係合することにより、ケーシング本体３０の下部に装着される。底支持板３５の中央部には、弁室３０Ｓに連通させるための連通孔３５ｂが形成されている。

蓋体４０は、蓋本体４１と、蓋本体４１の中央から上部へＬ字形に突出した管体部４２と、蓋本体４１の外周に形成されたフランジ４３と、蓋本体４１の下面に形成された溶着面４４とを備え、これらを一体に形成している。また、管体部４２には、管体通路４２ａが形成されており、この管体通路４２ａの一端は、ケーシング本体３０の接続通路３２ｂに接続され、他端はキャニスタ側に接続されている。さらに、フランジ４３の下端部には、燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａに溶着される環状溶着部４３ａが形成されている。また、上記溶着面４４は、ケーシング本体３０のフランジ部３３ｃに溶着されるように形成されており、例えば、マレイン酸変性された変性ポリエチレンを２色成形などにより積層している。変性ポリエチレンは、ポリアセタールおよびポリエチレンの両方に熱溶着性を有し、蓋体４０とケーシング本体３０とを接合する。

（２）−２ 弁体機構５０
弁体機構５０は、フロート５１と、フロート５１の上方に配置されたシート部材５５とを備えている。フロート５１は、上壁部５２と、その上壁部５２の外周から下方に形成された筒状の側壁部５３とを備えた容器形状に構成されており、その内側スペースが浮力を生じさせるための浮力室５１Ｓになっている。また、フロート５１の外周部に上下方向にガイド突条５１ａが複数形成されている。フロート５１の浮力室５１Ｓ内には、スプリング６０が配置されている。スプリング６０は、フロート５１の一端と底支持板３５の上面との間に介在することによりフロート５１を上方へ付勢している。

図３はフロート５１およびシート部材５５を示す斜視図である。フロート５１の上壁部５２には、その中央部に中央突部５２ａが形成されている。また、フロート５１の上部の外周部には、防護壁５２ｂがほぼ半周分だけ突設されている。図１に示すように防護壁５２ｂは、ケーシング本体３０から接続通路３２ｂに向かう経路を遮る位置に突設されている。図３に戻り、防護壁５２ｂの内周の一端部には、中心に向けた係合部５２ｃが突設されている。係合部５２ｃは、シート部材５５の外周部の一端に係合する爪になっている。

シート部材５５は、円板状のプレートであるシート本体５５ａと、シート本体５５ａの一端部に突設されかつ爪５５ｂ−１を有する被支持端５５ｂとを備え、樹脂により一体形成されている。シート本体５５ａの上面は、シート面５５ｃになっている。図１に示すように、被支持端５５ｂは、ケーシング本体３０の上部内壁に揺動可能に支持されている。すなわち、ケーシング本体３０の天井壁部３２の内壁であって接続通路３２ｂに近接した位置には、弁支持部３２ｄが突設されている。弁支持部３２ｄには、支持穴３２ｄ−１が形成されている。支持穴３２ｄ−１は、スライド型を用いた場合に型抜きを容易にするために連通孔３３ａと水平方向で同じ位置に形成されている。支持穴３２ｄ−１に、被支持端５５ｂが圧入されて爪５５ｂ−１で抜止めされることにより、シート部材５５は、被支持端５５ｂおよび弁支持部３２ｄを支点として揺動可能に支持され、シート面５５ｃで接続通路３２ｂを開閉する。
また、シート部材５５の他端は、フロート５１の係合部５２ｃに係合するように形成されている。つまり、フロート５１が上記接続通路３２ｂを閉じている状態から下降したときに、シート部材５５は、係合部５２ｃに係合して、被支持端５５ｂを支点にして接続通路３２ｂを開くように形成されている（図５参照）。

（３） 燃料遮断弁１０の動作、その作用・効果
次に、燃料遮断弁１０の開閉動作について説明する。
（３）−１ 図１において、給油により燃料タンクＦＴに燃料が供給されると、燃料タンクＦＴ内の燃料液位の上昇につれて燃料タンクＦＴ内の上部に溜まっていた燃料蒸気は、ケーシング本体３０の連通孔３３ａ、弁室３０Ｓ、接続通路３２ｂ、蓋側通路４２ａを通じて、キャニスタ側へ逃がされる。そして、図４に示すように、燃料タンクＦＴ内の燃料液位が所定の液位ＦＬ１に達すると、燃料は、底支持板３５の連通路３５ｂを通じて弁室３０Ｓに流入する。これにより、フロート５１の浮力およびスプリング６０の荷重による上方への力と、フロート５１およびシート部材５５の自重による下方への力との釣り合いによって、前者が後者を上回ったときにフロート５１とシート部材５５とが一体になって上昇して、シート部材５５のシート面５５ｃがシール部３２ｃに着座して接続通路３２ｂを閉じる。これにより、燃料タンクＦＴへの給油の際等に、燃料タンクＦＴから燃料蒸気を逃がすとともに燃料が燃料タンクＦＴ外へ流出するのを防止することができる。

（３）−２ 燃料タンクＦＴ内の燃料が消費されて、燃料液面が低下すると、図５に示すように、フロート５１は、その浮力を減少して下降する。フロート５１の下降により、フロート５１の上部に設けた係合部５２ｃがシート部材５５の端部に係合して、シート部材５５は、被支持端５５ｂを支点として回動する。これにより、シート部材５５のシート面５５ｃがシール部３２ｃより離れ、接続通路３２ｂを開く。シート部材５５は、シール部３２ｃに吸着する力に抗して、フロート５１の自重による大きな開く力をうけるから、再開弁特性に優れている。

（３）−３ 図６は車両の揺動時の状態を説明する説明図である。車両が激しく揺動して燃料の液面が燃料遮断弁１０の上端近くまで達して、シート部材５５の下面に衝突すると、シート部材５５は被支持端５５ｂを支点として回動して接続通路３２ｂを閉じる。このとき、フロート５１が完全に上昇する前であっても、シート部材５５がフロート５１より軽量であるから、燃料の上昇により速やかに閉じて接続通路３２ｂに燃料が浸入するのを防止することができる。

（３）−４ 図１において、車両の揺動により、シート部材５５が接続通路３２ｂを直ぐに閉じない場合であっても、接続通路３２ｂへの燃料の浸入を防ぐための構成が設けられている。すなわち、フロート５１の上部に形成された防護壁５２ｂは、車両の揺動により弁室３０Ｓ内に入った燃料を接続通路３２ｂの上流側で遮る。また、シート部材５５は、接続通路３２ｂに近接した位置で支持されているから、シート部材５５が接続通路３２ｂを開いている状態であっても、燃料が接続通路３２ｂに入るのを遮る。図７は接続通路３２ｂへの燃料の流出を防止する範囲を説明する説明図であり、接続通路３２ｂを中心に上方から見た図である。接続通路３２ｂの開口領域は、領域Ａ−Ｒにて防護壁５２ｂにより接続通路３２ｂへの経路が遮られるとともに、領域Ｂ−Ｒにてシート部材５５により接続通路３２ｂへの経路が遮られ、つまり、弁室３０Ｓから接続通路３２ｂに向かう経路のほぼ全域にわたって燃料の流入を遮る部材が配置されているから、確実に外部への燃料の流出を防止することができる。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１） 図８は第２の実施例にかかる燃料遮断弁１０Ｂを示す断面図である。第２の実施例は、弁体機構５０Ｂを構成するフロート５１Ｂの上部とシート部材５５Ｂとの係合手段に特徴を有する。円板形状のシート部材５５Ｂの外周であって被支持端５５Ｂｂの反対側には、係合端５５Ｂｂ−２が突設されている。また、防護壁５２Ｂｂには、係合穴５２Ｂｄが形成されており、この係合穴５２Ｂｄに、上記係合端５５Ｂｂ−２が突入している。この構成において、フロート５１Ｂが上昇位置にありかつシート部材５５Ｂが閉弁しているときに、フロート５１Ｂが下降すると係合穴５２Ｂｄに係合端５５Ｂｂ−２が係合して被支持端５５Ｂｂを支点にして回動することで、シート部材５５Ｂは、シール部３２ｃから容易に離座する。

（２） 図９は第３の実施例にかかる燃料遮断弁１０Ｃを示す断面図である。第３の実施例は、ケーシング２０Ｃの構成に特徴を有する。ケーシング２０Ｃは、ケーシング本体３０Ｃと、天井壁３２Ｃと、蓋体４０Ｃとから構成されており、ケーシング本体３０Ｃおよび天井壁３２Ｃがポリアセタールにより、蓋体４０Ｃがポリエチレンによりそれぞれ形成されている。上記ケーシング本体３０Ｃは、側壁３３Ｃおよび底部３５Ｃをカップ状に一体形成している。上記天井壁３２Ｃには、接続通路３２Ｃｂを有する上部突出部３２Ｃａ、および支持穴３２Ｃｄ−１を有する弁支持部３２Ｃｄがそれぞれ形成されている。上記側壁３３Ｃには、係合突起３３Ｃｅが形成されている。一方、蓋体４０Ｃの下部には、支持部４５Ｃが突設されており、支持部４５Ｃに係合突起３３Ｃｅに係合する係合穴４５Ｃａが形成されている。

燃料遮断弁１０Ｃを組み付けるには、ケーシング本体３０Ｃ内にスプリング６０、フロート５１を収納する。その後に、シート部材５５を組み付けた天井壁３２Ｃの外周部にケーシング本体３０Ｃの上端を溶着する。さらに、支持部４５Ｃをケーシング本体３０Ｃの上部に嵌合するとともに、支持部４５Ｃの係合穴４５Ｃａを係合突起３３Ｃｅに係合することで蓋体４０Ｃをケーシング２０Ｃに組み付ける。このように天井壁３２Ｃをケーシング本体３０Ｃと別体に構成することにより、弁支持部３２Ｃｄの支持穴３２Ｃｄ−１を容易に成形することができる。

（３） 上記実施例では、シート部材５５は、弁支持部３２ｄの支持穴３２ｄ−１に挿入することにより支持する構成を説明したが、これに限らず、ピンやヒンジなどの構成で回動可能に支持する構成であってもよい。

本発明の第１の実施例にかかる自動車の燃料タンクの上部に取り付けられる燃料遮断弁を示す断面図である。 燃料遮断弁を分解した断面図である。 フロートおよびシート部材を示す斜視図である。 燃料遮断弁の動作を説明する説明図である。 図４に続く動作を説明する説明図である。 車両の揺動時の状態を説明する説明図である。 車両の揺動時における燃料遮断弁の作用を説明する説明図である。 第２の実施例にかかる燃料遮断弁を示す断面図である。 第３の実施例にかかる燃料遮断弁を示す断面図である。 従来の技術にかかる燃料タンクの上部に装着された燃料遮断弁の上部を示す断面図である。

符号の説明

１０...燃料遮断弁
１０Ｂ...燃料遮断弁
１０Ｃ...燃料遮断弁
２０...ケーシング
２０Ｃ...ケーシング
３０...ケーシング本体
３０Ｃ...ケーシング本体
３０Ｓ...弁室
３０ａ...下開口
３２...天井壁部
３２Ｃ...天井壁
３２ａ...上部突出部
３２Ｃａ...上部突出部
３２ｂ...接続通路
３２Ｃｂ...接続通路
３２ｃ...シール部
３２ｄ...弁支持部
３２Ｃｄ...弁支持部
３２ｄ−１...支持穴
３２Ｃｄ−１...支持穴
３３...側壁
３３Ｃ...側壁
３３ａ...連通孔
３３ｂ...係合穴
３３ｃ...フランジ部
３３Ｃｅ...係合突起
３５...底支持板
３５Ｃ...底部
３５ａ...係合爪
３５ｂ...連通路
３５ｂ...連通孔
４０...蓋体
４０Ｃ...蓋体
４１...蓋本体
４２...管体部
４２ａ...管体通路
４２ａ...蓋側通路
４３...フランジ
４３ａ...環状溶着部
４４...溶着面
４５Ｃ...支持部
４５Ｃａ...係合穴
５０...弁体機構
５０Ｂ...弁体機構
５１...フロート
５１Ｂ...フロート
５１Ｓ...浮力室
５１ａ...ガイド突条
５２...上壁部
５２ａ...中央突部
５２ｂ...防護壁
５２Ｂｂ...防護壁
５２ｃ...係合部
５２Ｂｄ...係合穴
５３...側壁部
５５...シート部材
５５Ｂ...シート部材
５５ａ...シート本体
５５ｂ−１...爪
５５Ｂｂ−２...係合端
５５ｂ...被支持端
５５Ｂｂ...被支持端
５５ｃ...シート面
６０...スプリング
ＦＴ...燃料タンク
ＦＴａ...タンク上壁
ＦＴｃ...取付穴

Claims (4)

1. 燃料タンク（ＦＴ）の上部に装着され、燃料タンク（ＦＴ）内と外部とを連通遮断する燃料遮断弁において、
   上記燃料タンク（ＦＴ）内に連通する弁室（３０Ｓ）を有するケーシング（２０）と、
   上記ケーシング（２０）の上部に設けられ、上記弁室（３０Ｓ）内と外部とを接続する接続通路（３２ｂ）と、
   上記弁室（３０Ｓ）内に収納され上記燃料タンク（ＦＴ）内の燃料液位に応じて昇降するフロート（５１）と、上記フロート（５１）の上部に配置されたシート部材（５５）とを有する弁体機構（５０）と、
   を備え、
   上記弁体機構（５０）は、
   上記接続通路（３２ｂ）に近接しかつケーシング（２０）の内壁面に設けられ、上記シート部材（５５）が上記接続通路（３２ｂ）を開閉可能であるように上記シート部材（５５）の一端を支持する弁支持部（３２ｄ）を有すること、
   を特徴とする燃料遮断弁。
2. 請求項１に記載の燃料遮断弁において、
   上記弁体機構（５０）は、上記フロート（５１）の上下の動きに連動して上記シート部材（５５）が上記接続通路（３２ｂ）を開閉可能に構成した燃料遮断弁。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料遮断弁において、
   上記弁体機構（５０）は、
   上記フロート（５１）の上部に形成された係合部（５２ｃ）を有し、該係合部（５２ｃ）は、上記シート部材（５５）が上記接続通路（３２ｂ）を閉じている状態から上記フロート（５１）が下降したときに、上記シート部材（５５）の他端に係合して上記シート部材（５５）が上記接続通路（３２ｂ）を開くように形成されている燃料遮断弁。
4. 請求項１ないし請求項３にいずれかに記載の燃料遮断弁において、
   上記フロート（５１）の上部であって上記シート部材（５５）を中心として上記弁支持部（３２ｄ）と反対側の部位に、上記弁室（３０Ｓ）から上記接続通路（３２ｂ）に向かう経路を遮る防護壁（５２ｂ）を設けた燃料遮断弁。
   

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